【正文】 第五章 過熱器設(shè)計及傳熱計算 26（高溫）過熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計 26（高溫）過熱器傳熱計算 30（低溫）過熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計 35（低溫）過熱器傳熱計算 36第六章 上級省煤器和空氣預(yù)熱器設(shè)計及傳熱計算 40 40 42 44 45第七章 下級省煤器和空氣預(yù)熱器設(shè)計及傳熱計算 48 48 50 52 54第八章空氣動力計算 56附錄 63結(jié)語 67參考文獻(xiàn) 68致謝 70第一章緒論11 鍋爐重要性 鍋爐是國民經(jīng)濟(jì)中重要的供應(yīng)蒸汽的設(shè)備。但各種工業(yè)規(guī)模不同，因此所需要供應(yīng)蒸汽的鍋爐的容量，蒸汽參數(shù)，結(jié)構(gòu)，性能也不相同。電站鍋爐一般容量巨大，蒸汽參數(shù)(壓力，溫度)高，要求性能好，是火力發(fā)電站中的主要設(shè)備之一。 除電力工業(yè)外，化工，紡織等工業(yè)規(guī)模也比較大，有既供電又供熱的自備電廠，也稱為電熱聯(lián)產(chǎn)電站。由于容量較小，工業(yè)鍋爐在結(jié)構(gòu)上，燃燒方法上與電站鍋爐相差很多。 從蒸發(fā)受熱面中水的流動方式來說，除了自然循環(huán)外，一種是在下降管上裝設(shè)循環(huán)泵，用泵的壓頭來使蒸發(fā)受熱面中的水循環(huán)，稱為強(qiáng)制循環(huán)。 有的鍋爐沒有鍋筒，給水從省煤器進(jìn)入鍋爐，流經(jīng)蒸發(fā)受熱面，再經(jīng)過過熱器后流出，成為所要求的壓力和溫度的蒸汽。 鍋爐所用燃燒方式也因燃料不同，鍋爐容量不同而有差異。對固體燃料煤而言，在鍋爐容量小時，多采用層燃，就是將煤塊放在爐排上成層的燃燒，在鍋爐容量大時，多把煤磨成煤粉懸浮燃燒，這樣的鍋爐稱為煤粉爐。13 煤粉爐簡介 煤粉爐是燃煤電站鍋爐最常采用的燃燒方式。 一般在鍋爐容量高于10kg/s（35t/h）時才采用煤粉爐。我國制造的煤粉爐已達(dá)600MWe。 液體排渣煤粉爐因能燒灰熔點低，揮發(fā)分含量低的煤而得到較高的燃燒效率，而且所排液態(tài)渣在水淬后能用做建筑材料。此外，在運行不當(dāng)時會有析鐵，火側(cè)腐蝕等事故發(fā)生；由于燃燒溫度高，有時生成的氧化氮較多，污染環(huán)境，因此近年來采用者逐漸減少。2. 過熱器出口汽壓力：。3) 給水溫度：170℃。5) 排污率：。7) 預(yù)熱空氣溫度：trk=370℃。9) 空氣中含水蒸汽量：d=10g/kg。 氫Har=%。 氮Nar=%。 灰分Aar=%。煤的干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf=%。煤的收到基低位發(fā)熱量：Qar，net，p=22880kJ/kg。水平煙道布置兩級懸掛對流過熱器，垂直下行煙道布置兩級省煤器及兩級管式空氣預(yù)熱器。 對流過熱器分兩級布置，由懸掛式蛇形管束組成，在兩級之間有鍋爐自制冷凝水噴水減溫裝置，由進(jìn)入鍋爐的給水來冷卻飽和蒸汽制成凝結(jié)水，回收凝結(jié)放熱量后再進(jìn)入省煤器。 鍋爐采用四根集中下降管，分別供水給12組水冷壁系統(tǒng)。根據(jù)煤的特性選用鋼球滾筒式磨煤機(jī)儲倉式制粉系統(tǒng)。 （查表得） 第二級過熱器=+= 第一級過熱器=+= 上級省煤器=+= 上級空氣預(yù)熱器=+= 下級省煤器=+= 下級空氣預(yù)熱器=+= 平均過量空氣系數(shù) 爐膛及凝渣管=（+）= 第二級過熱器=（+）= 第一級過熱器=（+）= 上級省煤器=（+）= 上級空氣預(yù)熱器=（+）= 下級省煤器=（+）= 下級空氣預(yù)熱器=（+）= 水蒸氣容積 +（）= +（）= +（）= +（）= +（）= +（）= +（）= 煙氣總?cè)莘e +（）= +（）= +（）= +（）= +（）= +（）= +（）=水蒸氣容積份額 三原子氣體容積份額 爐膛及凝渣管= 第二級過熱器= 上級省煤器= 上級空氣預(yù)熱器= 下級省煤器= 下級空氣預(yù)熱器=三原子氣體總?cè)莘e份額∑= 爐膛及凝渣管∑== 第二級過熱器∑== 第一級過熱器∑== 上級省煤器∑== 上級空氣預(yù)熱器∑== 下級省煤器∑== 下級空氣預(yù)熱器∑==煙氣質(zhì)量 爐膛及凝渣管= 第二級過熱器= 第一級過熱器= 上級省煤器= 上級空氣預(yù)熱器= 下級省煤器= 下級空氣預(yù)熱器=飛灰濃度 爐膛及凝渣管= 第二級過熱器= 第一級過熱器= 上級省煤器= 上級空氣預(yù)熱器= 下級省煤器= 下級空氣預(yù)熱器=空氣預(yù)熱器出口熱空氣過量空氣系數(shù)==鍋爐熱平衡及燃料消耗量排煙過量空氣系數(shù)鍋爐蒸發(fā)量 排污率煤的收到基低位發(fā)熱量：Qar，net，p2%22880kJ/kg排煙溫度℃冷空氣溫度℃空氣預(yù)熱器出口空氣溫度 ℃焓值因為燃料灰分=﹤=，所以灰渣物理熱損失不必計算。計算燃料消耗量煤的收到基低位發(fā)熱量：Qar，net，p22880kJ/kg爐膛截面積 =㎡（代表爐膛截面熱負(fù)荷，查鍋爐原理及計算可得）爐膛寬度 =第一根凝渣管高 設(shè)定折焰角前端到第一排凝渣管斜管段長 設(shè)定折焰角寬度 設(shè)定折焰角上傾角度 設(shè)定176。頂棚傾角 設(shè)定176。 =凝渣管與爐墻距離 = =頂棚高度 =+176。 =折焰角高度 =176。冷灰斗中部寬度 = =冷灰斗高度 = =冷灰斗斜邊長度的一半 = =爐膛容積熱負(fù)荷 設(shè)定爐膛容積 =側(cè)墻面積 =爐膛中部高度 =出口窗中心到灰斗中心高 =前墻面積 后墻面積 =出口窗面積 =頂棚面積 =爐膛總面積 = m2爐膛總高 =+++ =爐膛寬度折焰角高度 第一根凝渣管高冷灰斗底口寬度折焰角前端到第一排凝渣管斜管段長 冷灰斗傾角 55176。冷灰斗高度 折焰角下傾角度30176。爐膛中部高度頂棚寬度出口窗中心到灰斗中心高凝渣管與爐墻距離爐膛總高 頂棚高度 采用角置直流式煤粉燃燒器，分布于爐膛四角。計算燃煤消耗量 理論空氣量 燃料收到基低位發(fā)熱量 22880kJ/kg爐膛出口過量空氣系數(shù) 燃料干燥無灰基揮發(fā)分 7%爐膛漏風(fēng)系數(shù) 二次風(fēng)及送粉熱風(fēng)溫度 =37010 =360℃一次風(fēng)中煤粉濃度 =(代表一次風(fēng)率，查表可得)熱風(fēng)比熱 kJ/kg℃一次風(fēng)溫 設(shè)定℃一次風(fēng)溫下的空氣比熱 ℃燃燒器前的一次風(fēng)溫 （代表一次風(fēng)溫下的空氣比熱，代表熱風(fēng)比熱，℃， kJ/kg℃，代表煤的干燥基比熱，煤中水分比熱，查鍋爐設(shè)計手冊得，代表煤中水分為7%，代筆三次風(fēng)率，查得，代表磨煤廢氣及煤粉溫度，查得℃）燃燒器前一次風(fēng)溫 ℃合理。水冷壁規(guī)格 前后側(cè) 頂棚 出口窗 管節(jié)距 前后側(cè) 頂棚 相對值 前后側(cè) 頂棚 管中心與爐墻距離 前后側(cè) e=0 頂棚 e=30mm相對值 前后側(cè) 頂棚 角系數(shù) 前后側(cè) x= 頂棚 x= 出口窗 x=1爐墻面積 前后側(cè) 頂棚 出口窗 水冷壁有效輻射面積 前后側(cè) =㎡ 頂棚 ㎡ 出口窗 ㎡總水冷壁有效輻射面積 =㎡水冷壁受熱面平均熱有效性系數(shù) =（代表灰污系數(shù)，查鍋爐原理及計算可得）煙氣輻射層有效厚度 =燃燒器中心高度 =燃燒器相對高度 =火焰中心相對高度修正 火焰中心相對高度 =熱空氣溫度370℃冷空氣溫度30℃熱空氣焓 冷空氣焓空氣進(jìn)入爐膛的熱量 =燃料有效放熱量 =理論燃燒溫度 ℃ K爐膛出口煙溫 假定℃ 煙氣平均熱容量 =℃（代表爐膛出口煙氣焓，查表可得）容積份額，水蒸氣/三原子氣體 煙氣密度 =三原子氣體分壓 =三原子氣體輻射減弱系數(shù) =（1/mMPa）灰粒輻射減弱系數(shù) =（1/mMPa）焦炭輻射減弱系數(shù) =（1/mMPa）（代表火焰中懸浮的焦炭顆粒的輻射減弱系數(shù)，代表焦炭顆粒在火焰濃度中濃度影響系數(shù)，對于無煙煤，對于懸浮燃燒）火焰輻射減弱系數(shù) =++ =（1/mMPa）火焰輻射吸收率